JP2018096801A - オゾン濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定用チューブとしてガラス管を使用した場合でも、衝撃等により割れることなく確実に保持でき、装置の小型化を図れ、光源と受光素子との位置合わせが容易なオゾン濃度測定装置を提供することである。【解決手段】オゾン濃度測定装置は、測定用チューブと光源部と測定部とを備え、測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、第１の筐体の凹部と第２の筐体の凹部を互いに対向させて形成される収容部に、測定用チューブが収容され、第１及び第２の筐体には、収容部に収容された測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、ケース本体のうち測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、光源部及び測定部が設けられている。そして、光源部から測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を測定部で受光する。【選択図】図２

Description

本発明は、紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置に関する。

オゾン水は、その殺菌性や脱臭性、さらに細胞に与える活性などの多くの分野における寄与が認められ、さらに水に溶解したオゾンは呼吸器への影響がないことから、産業用を初め医療や介護などの分野で広く利用されている。しかしながら、オゾン水の濃度は短時間で減衰することから、使用する現場においての濃度の指示と確認が強く要求されている。

従来、オゾン水の濃度測定方法としては、ヨウ化カリウム等の試薬の色変化を見るヨウ素・色素滴定法があるが、この方法は測定者の目視判断であるため、測定値に個人差が生じてしまうという問題がある。また、測定後の廃液の処理が必要であり、さらに、試薬の準備のコストが大きい。また、操作が簡便でないため、一般のオゾン水利用現場では煩雑で実用することができない。
そのため、オゾン水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光法や、オゾン透過性の高い隔膜によって電極及び電解質を、試料溶液であるオゾン水から遮断する構造とし、電極間に一定電圧を印加することによって、隔膜を透過して電解質中を拡散したオゾン量に比例する電流値からオゾン濃度を測定する隔膜ポーラログラフ法が利用されている。
隔膜ポーラログラフ法は、隔膜や過酸化水素、過硫素酸、フッ素酸又は塩素酸等の電解質を使用しているため、これら隔膜や電解質の定期的なメンテナンスが必要である。また、電解質の種類によっては廃液処理の問題や、電解質による電極の腐食のおそれがある。

紫外線吸光法としては、例えば特許文献１に記載の技術が挙げられる。この技術では、試料セル内にオゾン水を流入させ、オゾン水中の溶存オゾンを気相中へ移動させて、移動したオゾンガスに紫外線を照射し、その紫外線の透過量を光学測定手段によって測定する。次に、オゾンガスを含まない酸素含有ガスを試料セル内に導入し、同様に紫外線の透過量を測定して、ランバート・ベールの法則により溶存オゾンの濃度を測定している。

紫外線吸光法で使用する試料セルには、通常、石英やガラスを用いている。この場合、例えば、図８に示すように、ガラス管２０１の両端部にそれぞれガラス管用継手２０２，２０２を取り付けて、ガラス管２０１を保持し、ガラス管用継手２０２，２０２にオゾン水又はオゾンガスを流すチューブ２０３，２０３を取り付けている。
しかしながら、ガラス管用継手２０２を用いたガラス管２０１の保持方法では、ガラス管２０１の両端部をそれぞれガラス管用継手２０２，２０２に差し込んで取り付ける際に、強い力が加わることからガラス管２０１が割れやすく、また、ガラス管２０１内の水圧や気圧によってもガラス管２０１が割れ易かった。さらに、このようなガラス管２０１を組み込んだ濃度測定装置自体を移動させている際の衝撃によりガラス管２０１が割れることがあった。そのため、ガラス管２０１が割れない工夫をする必要がり、板金やアルミのブロック等でガラス管２０１を保護していたが、装置が大型化していた。
さらに、ガラス管２０１を挟んで互いに対向する位置に水銀ランプ２０４と、受光素子２０５を配置するが、水銀ランプ２０４の固定方法が難しく、また、これら水銀ランプ２０４と受光素子２０５との位置合わせを行うのが困難であった。

特許第３２９９３３６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定用チューブとしてガラス管を使用した場合でも、衝撃等により割れることなく確実に保持でき、また、装置の小型化を図れ、さらに、光源と受光素子との位置合わせが容易なオゾン濃度測定装置を提供することを課題としている。

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、測定用チューブを保持するケース本体を、第１の筐体と第２の筐体とから構成し、これら第１の筐体の凹部と第の２筐体の凹部とを対向させて形成される収容部に、測定用チューブを収容し、ケース本体の測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、光源部及び測定部を設ける構成とすることにより、測定用チューブとしてガラス管を使用した場合でも、衝撃等により割れることなく確実に保持でき、また、装置の小型化を図れ、さらには、光源と受光素子との位置合わせが容易なオゾン濃度測定装置を提供できることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。

１．紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置であって、
オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブと、
前記測定用チューブ内を流れるオゾン水又はオゾンガスに、紫外線を照射する光源部と、
前記光源部から前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部と、を備え、
前記測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、
前記第１の筐体と前記第２の筐体の互いに対向する対向面に、それぞれ凹部が形成され、前記第１の筐体の凹部と前記第２の筐体の凹部とを互いに対向させて形成される収容部に、前記測定用チューブが収容され、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体には、前記収容部に収容された前記測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、
前記ケース本体のうち前記測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、前記光源部及び前記測定部が設けられており、
前記光源部から、前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を前記測定部で受光することを特徴とするオゾン濃度測定装置。

２．前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、左右対称であることを特徴とする第１項に記載のオゾン濃度測定装置。

３．前記第１の筐体から前記第２の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着されるとともに、前記第２の筐体から前記第１の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着され、前記ケース本体が固定されていることを特徴とする第１項又は第２項に記載のオゾン濃度測定装置。

４．前記収容部は、前記ケース本体の互いに対向する両面に貫通しており、
前記ケース本体の前記両面のうち一方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記光源部が設けられ、
前記ケース本体の前記両面のうち他方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記測定部が設けられていることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載のオゾン濃度測定装置。

５．前記光源部は、前記ケース本体の一方の面に当接するベース部と、当該ベース部から突出し前記収容部内に挿入される凸部と、当該凸部に設けられたＵＶ−ＬＥＤと、を備えていることを特徴とする第４項に記載のオゾン濃度測定装置。

６．前記凸部の、前記ベース部との基端部外周には、前記ケース本体との間の水密性を確保するシーリング材が設けられていることを特徴とする第５項に記載のオゾン濃度測定装置。

本発明によれば、測定用チューブとしてガラス管を使用した場合でも、衝撃等により割れることなく確実に保持でき、また、装置の小型化を図れ、さらに、光源と受光素子との位置合わせが容易なオゾン濃度測定装置を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明のオゾン濃度測定装置では、第１の筐体の凹部と第２の筐体の凹部によって形成される収容部内に測定用チューブが収容される構造で、従来のように測定用チューブの両端部を継手で固定する方法とは異なり、測定用チューブの外周も第１及び第２の筐体によって保持されるので、測定用チューブとしてガラス管を用いた場合でも、衝撃等により割れることがなく、確実に保持される。
また、第１及び第２の筐体に凹部をそれぞれ形成し、これら凹部を互いに対向させて形成される収容部内に測定用チューブが収容されることから、従来のように測定用チューブの両端部に、強い力を加えて継手を装着する必要がなくなり、また、コンパクトな構造で、装置の小型化を図ることができる。
さらに、ケース本体の測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、光源部及び測定部を設ける構成のため、ケース本体の所定の位置に光源部及び測定部を配置すればよく、光源部及び測定部の位置合わせが容易である。

本発明のオゾン濃度測定装置の外観斜視図である。 （ａ）は、図１のＸ−Ｘ線矢視断面図、（ｂ）は、図２（ａ）の上面図、（ｃ）は、図２（ａ）の側面図である。 図１のＹ−Ｙ線矢視断面図である。 本発明のオゾン濃度測定装置の変形例であり、（ａ）は、図２（ａ）と同様の矢視断面図、（ｂ）は、図４（ａ）の上面図、（ｃ）は、図４（ａ）の側面図である。 本発明のオゾン濃度測定装置の変形例であり、（ａ）は、図２（ａ）と同様の矢視断面図、（ｂ）は、図５（ａ）の上面図、（ｃ）は、図５（ａ）の側面図である。 本発明のオゾン濃度測定装置の変形例であり、（ａ）は、図２（ａ）と同様の矢視断面図、（ｂ）は、図６（ａ）の上面図である。 本発明のオゾン濃度測定装置の変形例であり、（ａ）は、図２（ａ）と同様の矢視断面図、（ｂ）は、図７（ａ）の上面図である、（ｃ）は、図７（ａ）の側面図である。 従来例のオゾン濃度測定装置の概略図である。

本発明のオゾン濃度測定装置は、紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置であって、オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブと、前記測定用チューブ内を流れるオゾン水又はオゾンガスに、紫外線を照射する光源部と、前記光源部から前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部と、を備え、前記測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、前記第１の筐体と前記第２の筐体の互いに対向する対向面に、それぞれ凹部が形成され、前記第１の筐体の凹部と前記第２の筐体の凹部とを互いに対向させて形成される収容部に、前記測定用チューブが収容され、前記第１の筐体及び前記第２の筐体には、前記収容部に収容された前記測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、前記ケース本体のうち前記測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、前記光源部及び前記測定部が設けられており、前記光源部から、前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を前記測定部で受光することを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通又は対応する技術的特徴である。

本発明の実施態様としては、前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、左右対称であることが、部品点数を削減でき、製造面で簡略化を図れる点で好ましい。
また、前記第１の筐体から前記第２の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着されるとともに、前記第２の筐体から前記第１の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着され、前記ケース本体が固定されていることが好ましい。すなわち、互いに異なる方向から止着材で止着されることから、振動や衝撃を受けた場合でもネジなどの止着材が弛みにくく、第１及び第２の筐体が強固に固定される。
また、前記収容部は、前記ケース本体の互いに対向する両面に貫通しており、前記ケース本体の前記両面のうち一方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記光源部が設けられ、前記ケース本体の前記両面のうち他方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記測定部が設けられていることが、光源部及び測定部の位置合わせが容易となる点で好ましい。
また、前記光源部は、前記ケース本体の一方の面に当接するベース部と、当該ベース部から突出し前記収容部内に挿入される凸部と、当該凸部に設けられたＵＶ−ＬＥＤと、を備えていることが好ましい。すなわち、測定用チューブの径が大きい場合に、測定部で受光する受光量が低下するが、凸部にＵＶ−ＬＥＤを設けることによって、測定用チューブとＵＶ−ＬＥＤまでの距離が短くなることから、受光量の低下を防止することができ、より高精度でオゾン濃度を測定することができる。
また、前記凸部の、前記ベース部との基端部外周には、前記ケース本体との間の水密性を確保するシーリング材が設けられているので、万が一、測定用チューブが破損した場合に、オゾン水やオゾンガス等がケース本体の外部に漏れるのを防止することができる。

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。

［オゾン濃度測定装置］
本発明のオゾン濃度測定装置は、紫外線吸光法によりオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置である。
図１は、本発明のオゾン濃度測定装置の外観斜視図、図２（ａ）は、図１のＸ−Ｘ線矢視断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の上面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）の側面図である。図３は、図１のＹ−Ｙ線矢視断面図である。

本発明のオゾン濃度測定装置１００は、オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブ１と、測定用チューブ１内を流れるオゾン水又はオゾンガスに紫外線を照射する光源部２と、光源部２から測定用チューブ１内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部３と、を備える。
また、測定用チューブ１を保持するケース本体４が、第１の筐体５と第２の筐体６とを有する。

第１の筐体５は、略直方体状をなしており、第２の筐体６に対向する対向面５ａに、凹部５１が形成されている。凹部５１は、第１の筐体５の上下面に貫通して溝状に形成されている。
凹部５１を形成する底面には、測定用チューブ１の一端部が、Ｏリング等のシーリング材５６を介して嵌合する嵌合穴５２が形成されている。
これによって、測定用チューブ１の一端部と第１の筐体５（凹部５１）との間の水密性が確保され、後述する光源部や測定部側へオゾン水やオゾンガスが漏れない構造となっている。
また、第１の筐体５の前記対向面５ａと反対側の面５ｂには、凹部５１（嵌合穴５２）に連通し、継手８１（図２（ａ）のみ記載）が取り付けられる継手用挿通部５３が形成されている。継手用挿通部５３の内周面には、雌ネジ５４が形成されており、この雌ネジ５４に雄ネジ８３が形成された継手８１が螺合されるようになっている。
継手８１は、円筒状をなしており、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン供給用チューブ９１（図２（ａ）のみ記載）の下流側端部に接続されるようになっている。
オゾン供給用チューブ９１は、オゾン耐性のある材料であればよく、シリコン製又はフッ素系樹脂製であることが好ましい。

オゾン供給用チューブ９１の上流側端部は、例えば、オゾン水が貯留されるオゾン水用タンクや、オゾン水が生成されるオゾン水生成装置、オゾンガスが生成されるオゾンガス生成装置等のオゾン水供給源に接続されている。
そして、オゾン供給源から供給されたオゾン水又はオゾンガスは、オゾン供給用チューブ９１及び継手８１を介して、測定用チューブ１内を流れるようになっている。

第１の筐体５の前記対向面５ａと反対側の面５ｂには、対向面５ａに貫通し、第１の筐体５及び第２の筐体６を組み付けた際に２つの筐体５，６を固定するためのネジＮ１が挿通されるネジ用挿通部５５が形成されている（図３参照）。

第２の筐体６は、第１の筐体５と左右対称形状をなしている。そのため、部品点数を削減することができ、製造面で簡略化を図れる点で好ましい。
第２の筐体６は、第１の筐体５と同様に、凹部６１が形成され、凹部６１を形成する底面には、測定用チューブ１の他端部が、Ｏリング等のシーリング材６６を介して嵌合する嵌合穴６２が形成されている。
また、第２の筐体６には、第１の筐体５と同様に、継手用挿通部６３が形成されており、継手用挿通部６３に継手８２（図２（ａ）のみ記載）が固定されるようになっている。継手８２は、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン排出用チューブ９２（図２（ａ）のみ記載）の上流側端部に接続されるようになっている。なお、図示しないが、継手８２にも継手用挿通部６３の雌ネジ６４に螺合する雄ネジが形成されている。
オゾン排出用チューブ９２は、オゾン耐性のある材料であればよく、シリコン製又はフッ素系樹脂製であることが好ましい。

オゾン排出用チューブ９２の下流側端部は、例えば、オゾン水が排出されるオゾン水排出用のタンクや、オゾンガスが排出されるオゾンガス排出用のタンク等に接続されている。
そして、測定用チューブ１内を流れたオゾン水又はオゾンガスは、継手８２及びオゾン排出用チューブ９２を介して、外部に排出されるようになっている。
なお、本発明において、第１の筐体５に形成された継手用挿通部５３及び継手８１、第２の筐体６に形成された継手用挿通部６３及び継手８２によって、本発明におけるオゾン用流路が構成されている。
さらに、第２の筐体６には、第１の筐体５と同様に、ネジ用挿通部６５が形成されている（図３参照）。

以上のような構成の第１及び第２の筐体５，６は、各筐体５，６の凹部５１，６１を互いに対向させて、第１の筐体５の嵌合穴５２に測定用チューブ１の一端部を嵌合させ、第２の筐体６の嵌合穴６２に測定用チューブ１の他端部を嵌合させるとともに、第１及び第２の筐体５，６を組み付けて、各筐体５，６のネジ用挿通部５５，６５からネジＮ１，Ｎ１を挿通して止着することにより、ケース本体４が構成される。
ここで、第１の筐体５側から挿通されるネジＮ１は、第２の筐体６側に向けて止着され、第２の筐体６側から挿通されるネジＮ１は、第１の筐体５側に向けて止着され、２つのネジＮ１，Ｎ１は互いに異なる方向から止着されている。そのため、振動や衝撃を受けた場合でもネジＮ１，Ｎ１が弛みにくく、第１及び第２の筐体５，６が強固に固定されるようになっている。

そして、上述のように組み付けられたケース本体４において、第１及び第２の筐体５，６の凹部５１，６１によって形成される収容部７に、測定用チューブ１が配置される。
また、収容部７は、ケース本体４（第１の筐体５及び第２の筐体６）の上下面に貫通している。そして、ケース本体４の下面に露出する収容部７に、光源部２が嵌め込まれ、ケース本体４の上面に露出する収容部７に、測定部３が嵌め込まれている（図２参照）。

測定用チューブ１は、円筒状をなしたチューブ状であり、内径がφ１〜φ１１ｍｍの範囲内、外径がφ２〜φ１２ｍｍの範囲内、長さが５〜１５０ｍｍの範囲内であることが、光量が低下せずに、高精度に濃度測定することができる点で好ましい。
また、測定用チューブ１は、例えば、フッ素系樹脂、ガラス、石英等の材料からなることが好ましく、特に、測定用チューブ１内のオゾン水による水圧やオゾンガスによる気圧、また、衝撃が加わった際にも割れにくく、扱い易い点でフッ素系樹脂が好ましい。

フッ素系樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等の四フッ化エチレン系樹脂重合体等が挙げられる。
また、測定用チューブ１には、可塑剤を含有させてもよいが、可塑剤を含有させないことが、紫外線の透過量を上げることができる点で好ましい。また、高温での測定用チューブ１の軟化を抑制することができ、幅広い温度範囲における強度を保つことができる。
測定用チューブ１は、外周面に波長２４０〜２７０ｎｍの範囲内の紫外線を選択的に透過する干渉フィルムが設けられていることが好ましい。これにより、他物質の干渉を避けることができ、測定精度の向上の効果を得ることができる。

なお、干渉フィルムは、測定用チューブ１の外周面ではなく、測定用チューブ１の内部（中間層）に設けてもよい。すなわち、フッ素樹脂、干渉フィルム及びフッ素樹脂の順に積層した測定用チューブ１であってもよい。この場合、測定用チューブ１の外周面に干渉フィルムを設ける場合に比べて、作業時間が短縮できる点と、干渉フィルムを貼った際に起きる気泡を配慮する必要がなくなる。さらに、コストを低減することができる。

また、測定用チューブ１に干渉フィルムを設けるのではなく、ＵＶ−ＬＥＤ２１と測定用チューブ１との間、又は測定用チューブ１と受光素子３１との間に干渉フィルターを設けても構わない。この場合には、干渉フィルターを後から交換できる点で好ましい。なお、上記のように干渉フィルムを設けた場合の方が、干渉フィルムを保持する部材が不要となり、コストと作業性の点で好ましい。

測定用チューブ１の作製においては、測定用チューブ１を垂直に切断することが重要である。これは、測定用チューブ１の両端部にＯリング等のシーリング材５６，６６を使用するためである。斜めに切断するとシールできない可能性がある。また、表面に汚れがあると測定に誤差が生じるので、きちんと汚れを取る必要がある。
測定用チューブの作製については、押し出し法等で作製することができる。また、干渉フィルムを中間層に設けた多重構造の測定用チューブについても同様に押し出し法等で作製することができる。
測定用チューブ１にフィルムを貼る場合は、多数方法があるが、超音波接着等が好ましい。

光源部２は、ＵＶ−ＬＥＤ２１と、板状のベース部２２と、ベース部２２の略中央から突出してＵＶ−ＬＥＤ２１を保持する凸部２３とを備えている（図２参照）。
ＵＶ−ＬＥＤ２１は、２４０〜２７０ｎｍの範囲内の波長を持つ。
ベース部２２には、凸部２３の基端部外周を囲むように溝部が形成されている。この溝部に、Ｏリング等のシーリング材２４が嵌め込まれて、凸部２３をケース本体４の収容部７に嵌め込んだ際に、ケース本体４とベース部２２との間の水密性が確保されるようになっている。

また、ベース部２２の凸部２３と反対側の面には、外部からの給電を素子に電気的導通を与えるためのリード線（図示しない）が設けられている。
また、ベース部２２には、ベース部２２の上下面を貫通し、凸部２３を収容部７に嵌め込んだ際に、ケース本体４に対してベース部２２を固定するためのネジＮ２が挿通されるネジ用挿通部（図示しない）が形成されている。
一方、ケース本体４側においても、ベース部２２のネジ用挿通部に対応する箇所に、それぞれネジ用挿通部５７，６７が形成されている（図３参照）。

測定部３は、フォトトランジスタやフォトダイオード等の受光素子３１と、演算部（図示しない）と、板状のベース部３２と、ベース部３２上の略中央から突出して受光素子３１を保持する凸部３３とを備えている（図２参照）。
ベース部３２には、凸部３３の基端部外周を囲むように溝部が形成されている。この溝部に、Ｏリング等のシーリング材３４が嵌め込まれて、凸部３３をケース本体４の収容部７に嵌め込んだ際に、ケース本体４とベース部３２との間の水密性が確保されるようになっている。
また、ベース部３２の凸部３３と反対側の面には、受光素子３１で受光し受光量に応じて変換した電気信号を送るためのリード線（図示しない）が設けられており、演算部（図示しない）に接続されている。
また、ベース部３２には、ベース部３２の上下面を貫通し、凸部３３を収容部７に嵌め込んだ際に、ケース本体４に対してベース部３２を固定するためのネジＮ２が挿通されるネジ用挿通部（図示しない）が形成されている。
一方、ケース本体４側においても、ベース部３２のネジ用挿通部に対応する箇所（図示しない）に、それぞれネジ用挿通部（図示しない）が形成されている。

演算部は、受光素子３１が受光した光に基づいて変換された電気信号を計測するものであり、マイクロプロセッサやメモリ等から構成されている。
演算部は、基準水又は空気と、オゾン水又はオゾンガスの受光量に基づいて、オゾン水又はオゾンガスを透過する透過光の減衰割合（紫外線吸光度）を計算し、これに基づいて、ランバート・ベールの法則によりオゾン水濃度又はオゾンガス濃度を算出して、例えば、濃度表示器（図示しない）に表示する。

次に、上記の構成からなるオゾン濃度測定装置１００を用いて、オゾン水の濃度を測定する方法について説明する。
まず、オゾン供給用チューブ９１内に、原水（基準水）を送る。ここで、例えば、オゾン水生成装置で生成されたオゾン水の濃度測定を行う場合には、生成する前の原水をオゾン供給用チューブに送ればよい。
オゾン供給用チューブ９１に送り込まれた原水は、継手８１を介して測定用チューブ１内を流れる。その際に、光源部２におけるＵＶ−ＬＥＤ２１が測定用チューブ１内の原水を照射し、照射により透過した紫外線を受光部３の受光素子３１が受光する。受光素子３１は、受光量に応じて電気信号への変換を行い、演算部に出力する。

次いで、オゾン供給用チューブ９１内に、オゾン水を送る。オゾン供給用チューブ９１内に送り込まれたオゾン水は、継手８１を介して測定用チューブ１内を流れる。その際に、光源部２におけるＵＶ−ＬＥＤ２１が測定用チューブ１内のオゾン水を照射し、照射により透過した紫外線を受光部３の受光素子３１が受光する。受光素子３１は、受光量に応じて電気信号への変換を行い、演算部に出力する。

演算部では、原水の紫外線透過量と、オゾン水の紫外線透過量から、紫外線吸光度を計算し、これに基づいてランバート・ベールの法則によりオゾン水に溶存するオゾン濃度を算出して、濃度表示器に表示する。
なお、測定用チューブ１内を流れた原水又はオゾン水は、継手８２を介してオゾン排出用チューブ９２内を通り、オゾン濃度測定装置１００の外部へ排出される。

本発明のオゾン濃度測定装置１００は、例えば、オゾン水を生成するオゾン水生成装置に内蔵され、生成されるオゾン水の濃度を随時測定し、測定結果に基づいて、オゾン水生成装置の電源装置の電力量等を調整して生成するオゾン濃度を制御するように構成することが好ましい。

また、オゾンガスの濃度を測定する場合には、上述したオゾン水の場合において、測定用チューブ１内に原水（基準水）の代わりに空気（酸素含有ガス）を送って紫外線を照射し、オゾン水の代わりにオゾンガスを送って紫外線を照射し、空気を透過した紫外線透過量と、オゾンガスを透過した紫外線透過量から、紫外線吸光度を計算し、これに基づいてランバート・ベールの法則によりオゾンガスの濃度を算出すればよい。
なお、空気は、エアポンプ等を用いてオゾン供給用チューブ９１に送ることができる。

以上、本実施形態のオゾン濃度測定装置１００では、第１の筐体５の凹部５１と第２の筐体６の凹部６１によって形成される収容部７内に測定用チューブ１が収容される構造で、従来のように測定用チューブの両端部を継手で固定する方法とは異なるため、測定用チューブ１の外周も第１及び第２の筐体５，６によって保持される。そのため、測定用チューブ１としてガラス管を用いた場合でも、衝撃等により割れることがなく、確実に保持される。
また、第１及び第２の筐体５，６に凹部５１，６１をそれぞれ形成し、これら凹部５１，６１を互いに対向させて形成される収容部７内に測定用チューブ１が収容されることから、従来のように測定用チューブの両端部に、強い力を加えて継手を装着する必要がなくなり、また、コンパクトな構造で、装置の小型化を図ることができる。
さらに、ケース本体４の測定用チューブ１を挟んで互いに対向する位置に、光源部２及び測定部３を設ける構成となっており、特に、光源部２及び測定部３は、ベース部２２，３２に凸部２３，３３を有し、この凸部２３，３３にＵＶ−ＬＥＤ２１及び受光素子３１が設けられているので、凸部２３，３３を収容部７に嵌め込むことだけで、ＵＶ−ＬＥＤ２１及び受光素子３１を測定用チューブ１に対して垂直となる位置に、位置合わせを確実かつ容易に行うことができる。また、光源部２及び測定部３は、いずれも、収容部７内に挿入される凸部２３，３３にＵＶ−ＬＥＤ２１及び受光素子３１が設けられているので、ＵＶ−ＬＥＤ２１と測定用チューブ１までの距離、及び、測定用チューブ１と受光素子３１までの距離が短くなることから、受光量の低下を防止することができ、より高精度でオゾン濃度を測定することができる。
また、光源部２及び測定部３において、いずれもベース部２２，３２には、凸部３３の基端部外周を囲むように溝部が形成され、この溝部にケース本体４との間の水密性を確保するシーリング材２４，３４が設けられているので、万が一、測定用チューブ１が破損した場合に、オゾン水やオゾンガス等がケース本体４の外部に漏れるのを防止することができる。
さらに、光源部２及び測定部３は、ケース本体４に対して着脱自在となっているので、ＵＶ−ＬＥＤ２１や受光素子３１の交換等も容易に行うことができる。

［変形例］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上記光源部２は、ベース部２２に凸部２３が設けられ、凸部２３がＵＶ−ＬＥＤ２１を保持する構造としたが、例えば、図４に示す光源部２Ａのように、凸部を設けずに、ベース部２２Ａ自体にＵＶ−ＬＥＤ２１Ａを取り付ける構造としても構わない。この場合、ベース部２２Ａの略中央部で収容部７Ａに臨む位置にＵＶ−ＬＥＤ２１Ａを取り付けることが好ましい。また、ＵＶ−ＬＥＤ２１Ａの周囲に、Ｏリング等のシーリング材２４Ａを設け、ベース部２２Ａとケース本体４Ａとの間の水密性を確保することが好ましい。
また、測定部３Ａも同様にして、凸部を設けない構造とし、ベース部３２Ａ自体に受光素子３１Ａを取り付け、さらに、受光素子３１Ａの周囲に、Ｏリング等のシーリング材３４Ａを設けて、ベース部３２Ａとケース本体４Ａとの間の水密性を確保することが好ましい。
以上のような図４に示す構造とした場合、ＵＶ−ＬＥＤ２１Ａと測定用チューブ１Ａとの間の距離や、受光素子３１Ａと測定用チューブ１Ａとの間の距離が、図２に示すような凸部２３，３３を設けた光源部２及び測定部３にした場合と比べて、長くなるため、例えば、測定用チューブ１Ａの径が小さい場合に適用することが好ましい。

また、上記実施形態では、オゾン水又はオゾンガスを流す測定用チューブ１と、原水（基準水）又は空気（酸素含有ガス）を流す測定用チューブ１は同一で、一つの測定用チューブ１を兼用して、はじめに原水又は空気の紫外線透過量を測定した後に、オゾン水又はオゾンガスの紫外線透過量を測定するとしたが、これに限らず、例えば、図５に示すように、２つの測定用チューブ１Ｂ，１Ｂを備えたオゾン濃度測定装置１００Ｂとしても構わない。すなわち、ケース本体４Ｂに２つの測定用チューブ１Ｂ，１Ｂをそれぞれ収容する２つの収容部７Ｂ，７Ｂを設け、これに対応してオゾン供給用チューブ（継手用挿通部５３Ｂ，５３Ｂ）及びオゾン排出用チューブ（継手用挿通部６３Ｂ，６３Ｂ）も２つ設ける。
このように、２つの測定用チューブ１Ｂ，１Ｂを設けて２つのラインで測定することができるので、原水又は空気の紫外線透過量と、オゾン水又はオゾンガスの紫外線透過量を同時に測定することができ、測定時間を短縮することができる。

さらに、上述の図５では、１つのケース本体４Ｂに２つの測定用チューブ１Ｂ，１Ｂを設ける構造としたが、図６に示すように、１つのケース本体４Ｃに１つの測定用チューブ１Ｃを設けたものを２つ備えたオゾン濃度測定装置１００Ｃとしてもよい。すなわち、原水又は空気を測定するための測定用チューブ１Ｃを設けたケース本体４Ｃと、オゾン水又はオゾンガスを測定するための測定用チューブ１Ｃを設けたケース本体４Ｃとを備えた装置である。これら２つのケース本体４Ｃは、どのように並べてもよい。

さらに、上記実施形態では、第１の筐体５及び第２の筐体６は、左右対称であるとしたが、左右対称の構造としなくともよい。例えば、図７に示すように、第１の筐体５Ｄと第２の筐体６Ｄとは左右対称とはなっておらず、第１の筐体５Ｄの方が第２の筐体６Ｄよりも長さが長くなっており、第１の筐体５Ｄ側に光源部２Ｄ及び測定部３Ｄが取り付けられている。

なお、上記図４〜図７に示す変形例のオゾン濃度測定装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄにおいて、オゾン濃度測定装置１００と同様の構成部分には、同様の数字にローマ字Ａ〜Ｄを付している。

また、上記実施形態では、紫外線を照射する手段として、ＵＶ−ＬＥＤ２１を使用したが、これに限らず、従来からの水銀ランプを使用してもよいが、ＵＶ−ＬＥＤ２１の方が、環境面で好ましい。

１ 測定用チューブ
２ 光源部
２１ ＵＶ−ＬＥＤ
２２ ベース部
２３ 凸部
２４ シーリング材
３ 測定部
３１ 受光素子
３２ ベース部
３３ 凸部
３４ シーリング材
４ ケース本体
５ 第１の筐体
５ａ 対向面
５ｂ 対向面と反対側の面
５１ 凹部
５２ 嵌合穴
５３ 継手用挿通部
５４ 雌ネジ
５５ ネジ用挿通部
５６ シーリング材
６ 第２の筐体
６１ 凹部
６２ 嵌合穴
６３ 継手用挿通部
６４ 雌ネジ
６５ ネジ用挿通部
６６ シーリング材
７ 収容部
１００ オゾン濃度測定装置
Ｎ１ ネジ
Ｎ２ ネジ

１．紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置であって、
オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブと、
前記測定用チューブ内を流れるオゾン水又はオゾンガスに、紫外線を照射する光源部と、
前記光源部から前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部と、を備え、
前記測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、
前記第１の筐体と前記第２の筐体の互いに対向する対向面に、それぞれ凹部が形成され、前記第１の筐体の凹部と前記第２の筐体の凹部とを互いに対向させて形成される収容部に、前記測定用チューブが収容され、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体には、前記収容部に収容された前記測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、
前記ケース本体のうち前記測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、前記光源部及び前記測定部が設けられており、
前記光源部から、前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を前記測定部で受光し、
前記第１の筐体に形成された前記オゾン用流路が、前記第１の筐体の前記対向面と反対側の面に貫通し、かつ、前記測定用チューブに連通する第１継手用挿通部と、当該第１継手用挿通部内に挿通される第１継手とを備え、前記第１継手用挿通部内に挿通された第１継手に、オゾン水又はオゾンガスを供給するオゾン供給用チューブが接続されることにより、当該オゾン供給用チューブ、第１継手及び前記測定用チューブが連通し、
前記第２の筐体に形成された前記オゾン用流路が、前記第２の筐体の前記対向面と反対側の面に貫通し、かつ、前記測定用チューブに連通する第２継手用挿通部と、当該第２継手用挿通部内に挿通される第２継手とを備え、前記第２継手用挿通部内に挿通された前記第２継手に、前記測定用チューブで測定されたオゾン水又はオゾンガスを排出するオゾン排出用チューブが接続されることにより、当該オゾン排出用チューブ、第２継手及び前記測定用チューブが連通することを特徴とするオゾン濃度測定装置。

本発明のオゾン濃度測定装置は、紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置であって、オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブと、前記測定用チューブ内を流れるオゾン水又はオゾンガスに、紫外線を照射する光源部と、前記光源部から前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部と、を備え、前記測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、前記第１の筐体と前記第２の筐体の互いに対向する対向面に、それぞれ凹部が形成され、前記第１の筐体の凹部と前記第２の筐体の凹部とを互いに対向させて形成される収容部に、前記測定用チューブが収容され、前記第１の筐体及び前記第２の筐体には、前記収容部に収容された前記測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、前記ケース本体のうち前記測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、前記光源部及び前記測定部が設けられており、前記光源部から、前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を前記測定部で受光し、
前記第１の筐体に形成された前記オゾン用流路が、前記第１の筐体の前記対向面と反対側の面に貫通し、かつ、前記測定用チューブに連通する第１継手用挿通部と、当該第１継手用挿通部内に挿通される第１継手とを備え、前記第１継手用挿通部内に挿通された第１継手に、オゾン水又はオゾンガスを供給するオゾン供給用チューブが接続されることにより、当該オゾン供給用チューブ、第１継手及び前記測定用チューブが連通し、前記第２の筐体に形成された前記オゾン用流路が、前記第２の筐体の前記対向面と反対側の面に貫通し、かつ、前記測定用チューブに連通する第２継手用挿通部と、当該第２継手用挿通部内に挿通される第２継手とを備え、前記第２継手用挿通部内に挿通された前記第２継手に、前記測定用チューブで測定されたオゾン水又はオゾンガスを排出するオゾン排出用チューブが接続されることにより、当該オゾン排出用チューブ、第２継手及び前記測定用チューブが連通することを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通又は対応する技術的特徴である。

第１の筐体５は、略直方体状をなしており、第２の筐体６に対向する対向面５ａに、凹部５１が形成されている。凹部５１は、第１の筐体５の上下面に貫通して溝状に形成されている。
凹部５１を形成する底面には、測定用チューブ１の一端部が、Ｏリング等のシーリング材５６を介して嵌合する嵌合穴５２が形成されている。
これによって、測定用チューブ１の一端部と第１の筐体５（凹部５１）との間の水密性が確保され、後述する光源部や測定部側へオゾン水やオゾンガスが漏れない構造となっている。
また、第１の筐体５の前記対向面５ａと反対側の面５ｂには、凹部５１（嵌合穴５２）に連通し、継手（第１継手）８１（図２（ａ）のみ記載）が取り付けられる継手用挿通部（第１継手用挿通部）５３が形成されている。継手用挿通部５３の内周面には、雌ネジ５４が形成されており、この雌ネジ５４に雄ネジ８３が形成された継手８１が螺合されるようになっている。
継手８１は、円筒状をなしており、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン供給用チューブ９１（図２（ａ）のみ記載）の下流側端部に接続されるようになっている。
オゾン供給用チューブ９１は、オゾン耐性のある材料であればよく、シリコン製又はフッ素系樹脂製であることが好ましい。

第２の筐体６は、第１の筐体５と左右対称形状をなしている。そのため、部品点数を削減することができ、製造面で簡略化を図れる点で好ましい。
第２の筐体６は、第１の筐体５と同様に、凹部６１が形成され、凹部６１を形成する底面には、測定用チューブ１の他端部が、Ｏリング等のシーリング材６６を介して嵌合する嵌合穴６２が形成されている。
また、第２の筐体６には、第１の筐体５と同様に、継手用挿通部（第２継手用挿通部）６３が形成されており、継手用挿通部６３に継手（第２継手）８２（図２（ａ）のみ記載）が固定されるようになっている。継手８２は、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン排出用チューブ９２（図２（ａ）のみ記載）の上流側端部に接続されるようになっている。なお、図示しないが、継手８２にも継手用挿通部６３の雌ネジ６４に螺合する雄ネジが形成されている。
オゾン排出用チューブ９２は、オゾン耐性のある材料であればよく、シリコン製又はフッ素系樹脂製であることが好ましい。

Claims (6)

1. 紫外線吸光法によりオゾン水又はオゾンガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定装置であって、
   オゾン水又はオゾンガスが流れる測定用チューブと、
   前記測定用チューブ内を流れるオゾン水又はオゾンガスに、紫外線を照射する光源部と、
   前記光源部から前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに照射して透過した紫外線を受光して紫外線吸光度を測定し、オゾン濃度を測定する測定部と、を備え、
   前記測定用チューブを保持するケース本体が、第１の筐体と第２の筐体とを有し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体の互いに対向する対向面に、それぞれ凹部が形成され、前記第１の筐体の凹部と前記第２の筐体の凹部とを互いに対向させて形成される収容部に、前記測定用チューブが収容され、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体には、前記収容部に収容された前記測定用チューブに連通し、オゾン水又はオゾンガスが流れるオゾン用流路が形成され、
   前記ケース本体のうち前記測定用チューブを挟んで互いに対向する位置に、前記光源部及び前記測定部が設けられており、
   前記光源部から、前記測定用チューブ内のオゾン水又はオゾンガスに紫外線が照射され、透過した紫外線を前記測定部で受光することを特徴とするオゾン濃度測定装置。
2. 前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、左右対称であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン濃度測定装置。
3. 前記第１の筐体から前記第２の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着されるとともに、前記第２の筐体から前記第１の筐体側に向けて止着材が挿通されて止着され、前記ケース本体が固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオゾン濃度測定装置。
4. 前記収容部は、前記ケース本体の互いに対向する両面に貫通しており、
   前記ケース本体の前記両面のうち一方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記光源部が設けられ、
   前記ケース本体の前記両面のうち他方の面に貫通する前記収容部に臨む位置に、前記測定部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のオゾン濃度測定装置。
5. 前記光源部は、前記ケース本体の一方の面に当接するベース部と、当該ベース部から突出し前記収容部内に挿入される凸部と、当該凸部に設けられたＵＶ−ＬＥＤと、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のオゾン濃度測定装置。
6. 前記凸部の、前記ベース部との基端部外周には、前記ケース本体との間の水密性を確保するシーリング材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のオゾン濃度測定装置。

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